Isi Pakar Arsip: artikel menyimpan klaim sejarah, tabel dan diagram tentang mortar semen dan beton, namun bukan merupakan desain campuran, spesifikasi material, rencana beton, perhitungan struktur, panduan pengujian atau evaluasi elemen yang ada. Komposisi, sifat, kelas paparan, konsistensi, metode pemasangan, perawatan, kendali mutu dan nilai desain harus ditentukan oleh ahli yang bertanggung jawab sesuai dengan objek spesifik, bahan yang dinyatakan, dan standar yang berlaku.
Savo Kusić saat ini fokus pada jendela kayu, jendela kayu-aluminium, jendela khusus, pintu dan permintaan penawaran. Artikel ini tetap sebagai arsip sejarah dan tidak mewakili tawaran untuk desain, pembuatan, pengujian atau pelaksanaan struktur beton.
Data umum
Komposisi mortar semen atau komposisi beton pilar, struktur mezanin beton bertulang, elemen beton olahan, pelat trotoar, lengkungan jembatan atau jalan beton, akan dianggap memuaskan, biasanya, jika elemen konstruksi tersebut dibuat dengan bahan dan tenaga kerja yang paling sedikit sedemikian rupa sehingga cukup tahan lama dan sesuai dengan peruntukannya. Apa yang harus dianggap permanen dan sesuai dengan tujuannya harus ditentukan berdasarkan kasus per kasus: oleh karena itu, sebelum memulai konstruksi suatu bangunan, perlu ditentukan sifat apa yang harus dimiliki mortar dan beton dalam hal kuat tekan, kuat lentur, ketahanan terhadap pelapukan, kedap air, dll. Ada banyak instruksi berbeda untuk hal ini dalam peraturan bangunan, serta banyak batasan numerik.
Tugas kontraktor konstruksi adalah memastikan bahwa nilai masing-masing properti memenuhi nilai yang disyaratkan. Sifat-sifat beton dapat sangat dipengaruhi jika pengetahuan yang tersedia saat ini digunakan.
Syarat pembuatan beton dengan sifat homogen
Jika kuat tekan suatu elemen bangunan setelah 28 hari harus 40 MPa, atau jika untuk beton struktur perkerasan disyaratkan kuat lentur setelah 28 hari harus 4,5 MPa, maka nilai batas tersebut tidak boleh dilampaui di sembarang tempat; nilai batas bawah mungkin mendekati nilai bersyarat. Jika batas yang lebih sempit dipenuhi selama pelaksanaan suatu objek, semakin baik kontraktor melaksanakan tugasnya. Sangat berbahaya jika nilai-nilai yang dikondisikan jauh dari titik tertentu - meskipun hanya beberapa - tempat.
Nilai Sejarah dan Resep: Gambar, proporsi, penandaan, tata cara perawatan, dan batasan di bawah ini telah dipindahkan dari artikel aslinya untuk menjaga isinya. Bahan-bahan tersebut tidak boleh digunakan sebagai resep modern, kriteria penerimaan atau pengganti desain campuran, uji laboratorium, deklarasi bahan, rencana teknologi dan peraturan yang berlaku.
Kuat tekan mortar semen dan beton
Besarnya kuat tekan sangat bergantung pada sifat semen, jumlah semen, jumlah dan komposisi pasir dan agregat, jumlah air dalam beton pada saat pemasangan, cara pemasangan, dll.
Tabel 1. Pengaruh Jumlah Agregat Pada Jumlah Mortar Yang Sama.
1. Semen
Kekuatan tekan mortar semen dan beton telah ditentukan berdasarkan pengamatan sebelumnya dan ditentukan oleh peraturan.
2. Jumlah semen
Menurut gambar. 1a, kuat tekan bertambah seiring bertambahnya jumlah semen jika proporsi mortar pada beton tetap, sedangkan jumlah semen dalam mortar bertambah dan konsistensi beton dijaga tetap tidak berubah. Jika jumlah mortar tidak berubah dan hanya jumlah agregat yang bertambah atau berkurang, maka kekuatan hanya akan berubah sedikit selama jumlah mortar cukup untuk menampung seluruh butiran agregat. Kuat tekan beton tidak akan meningkat selamanya dengan bertambahnya jumlah semen – hanya sampai batas tertentu. Setelah batas tersebut, peningkatan kekuatan tidak akan signifikan dibandingkan dengan harga, yang akan meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan jumlah semen. Jumlah semen yang optimal untuk beton 1 m3 adalah 300-350 kg.
Tabel 2. Pengaruh Jumlah Pasir Pada Beton.
3. Jumlah mortar dalam beton
Kuat tekan beton ditentukan oleh kekuatan mortar, sebagaimana dibuktikan dengan tabel 1 dan 2. Hal ini hanya berlaku jika kekuatan agregat lebih besar dari kekuatan mortar dan jika jumlah mortar cukup untuk menutupi seluruh butiran kasar agregat.
4. Komposisi granulometri agregat
Pemanfaatan bahan pengikat akan tercapai secara maksimal jika komposisi granulometri agregat dalam beton sesuai dengan proporsi yang ditunjukkan secara grafis pada gambar 2. Pada Gambar 2, kurva yang diperpanjang sepenuhnya berlaku untuk sungai dan kerikil pecah. Kurva ini menunjukkan bahwa 25% dari total agregat harus melewati saringan dengan bukaan #0,2mm; 65% harus lolos saringan diameter #3mm. Batas atas agregat ditentukan dengan saringan berdiameter #7mm.
Standar penentuan komposisi granulometri agregat saat ini berbeda-beda. Ada empat pecahan agregat: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm dan 16/31,5mm. Kategori agregat ditentukan berdasarkan jumlah biji-bijian yang kelebihan berat badan dan kekurangan berat badan.
Gbr. 1.
Gbr. 2.
5. Pengaruh Jumlah Air Terhadap Beton Segar
Kuat tekan beton sangat bergantung pada jumlah air yang ditambahkan. Jumlah air terkecil di mana beton mencapai kekuatan tertinggi diperoleh ketika, selama pemadatan atau getaran beton, muncul tanda-tanda “berkeringat” yang terlihat jelas, yaitu ketika lapisan tipis susu semen terbentuk selama pemadatan. Dengan bertambahnya jumlah air, kekuatan tekannya menurun. Dalam hal ini, faktor air-semen didahulukan - rasio massa air dan massa semen terhadap 1 m3 beton. Faktor air-semen yang optimal untuk mencapai hidrasi sempurna adalah 0,38 - 0,42. Dalam praktiknya, hal ini sulit dicapai dan nilai-nilai ini diperoleh secara eksperimental, tetapi hal ini tentu saja ditujukan. Jika jumlah air tidak mencukupi, semen tidak akan dapat terhidrasi sepenuhnya dan beton tidak akan mencapai kekuatan yang direncanakan. Menambahkan air bila tidak diperlukan juga “mencekik” beton sehingga tidak mencapai kekuatan desainnya. Setelah beton dipasang, perlu dilakukan perawatan secara rutin selama tujuh hari ke depan. Pemeliharaan meliputi penyemprotan/penyiraman pada permukaan beton untuk mengimbangi air yang menguap dan agar semen dapat terhidrasi sesuai rencana.
6. Pengaruh suhu
Bila membangun bangunan pada musim dingin, beton harus disimpan agar tidak terkena pengaruh embun beku sebelum pengerasan berlangsung hingga kuat tekan minimal 10 MPa. Jika prosedur ini dilakukan tanpa basa-basi lagi, efek yang diperlukan dapat dicapai pertama-tama dengan menambahkan antibeku, akselerator, dll. Antibeku mencegah pembekuan air dalam beton yang telah disiapkan, dan akselerator mempercepat proses hidrasi, yang sangat lambat di musim dingin. Semen aluminat juga dapat digunakan, yang sangat cocok untuk pekerjaan di cuaca beku, jika menyangkut bangunan yang lebih kecil. Jika beton dalam keadaan jenuh air sering mengalami pembekuan dan pencairan berulang kali (misalnya dalam kasus fasilitas hidroteknik), maka kehancuran dapat terjadi jika beton pada awal pembekuan mempunyai kuat tekan kurang dari 15 MPa. Jika suhu udara dan material tinggi, beton harus selalu dijaga tetap lembab dan sejuk. Massa beton segar juga wajib ditutup dengan bahan apa pun yang akan mencegah pemanasan permukaan beton. Di bawah pengaruh suhu tinggi (lebih dari 50 °C) perkembangan kuat tekan beton tidak dapat diprediksi jika perawatan tidak memadai.
Keamanan dan kinerja: debu semen dan beton segar dapat merusak mata, kulit, dan saluran pernapasan, sedangkan mixer, pompa, vibrator, bekisting, penyangga, dan elemen berat membawa risiko mekanis tambahan. Bahan tambahan tidak ditambahkan secara sembarangan, referensi sejarah cuaca dingin dan hangat juga tidak digunakan tanpa resep, lembar teknis, rencana beton, peralatan pelindung dan pengawasan yang disetujui.
Kekuatan tarik beton
Kekuatan tarik beton sangat bergantung pada ukuran penampang benda uji. Dengan meningkatkan penampang benda uji, diperoleh kekuatan tarik yang lebih rendah. Saat menguji prisma bagian 400 cm2, yang terbuat dari campuran biasa untuk beton bertulang dan setelah berumur sekitar tiga bulan di udara lembab, diperoleh kekuatan tarik sekitar 1,2-2 MPa. Campuran khusus untuk pipa, dll. diberikan hingga sekitar 4 MPa dan bahkan lebih, jika ketebalan benda uji sesuai dengan ketebalan yang digunakan dalam praktik. Untuk beton yang disemprotkan (shotcrete disiapkan di lokasi konstruksi), diperoleh hingga 3,6 MPa. Perpanjangan beton hingga patah yang diukur dalam milimeter pada 1m ditemukan rata-rata 0,07-0,13 mm/m.
Kekuatan tarik beton dapat diabaikan jika dibandingkan dengan kuat tekannya. Di hampir semua kasus, beton bertulang digunakan, yang memiliki tulangan yang dirancang untuk memikul gaya tarik pada elemen. Beton dianggap tidak menahan tegangan apa pun, sehingga perancangnya mengutamakan keselamatan. Kuat tarik beton sepuluh kali lebih rendah dibandingkan kuat tekan beton.
Kuat Tarik Beton Saat Lentur
Kuat lentur balok beton berpenampang persegi panjang lebih besar dibandingkan kuat tarik benda berdimensi sama. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa koefisien perpanjangan beton bertambah lebih cepat dibandingkan dengan beban, sehingga distribusi tegangan yang diasumsikan dengan metode perhitungan biasa tidak terwujud. Pada balok yang terkena lentur, tegangan tarik tertinggi hanya terjadi pada bidang batas sabuk yang ditarik, dan bila beban berada di tengah-tengah balok bahkan hanya pada tepi luar salah satu bagian.
Besarnya kuat lentur benda berumur 28 hari yang terbuat dari beton lunak atau cair diperoleh 2-6 MPa; balok berbahan beton padat, contoh beton semprot maupun contoh beton shotcrete, berumur beberapa bulan dan disimpan terlebih dahulu dalam keadaan basah kemudian dalam keadaan kering, memberikan hasil kuat lentur sebesar 3,2 MPa. Untuk pelat yang terbuat dari bahan yang sama yang direndam di bawah air selama 8 hari, ditentukan nilai kuat lentur 6,3 MPa.
Penyusutan, pembengkakan dan mulur beton
Penyusutan dan pembengkakan. Retakan susut. Tekanan Penyusutan. Jika benda beton yang dijaga dalam kondisi basah terkena pengeringan, maka pengeringan akan dimulai dari permukaan dan berlanjut ke bagian dalam. Di luar, beton hampir kering di udara sementara intinya masih lembab. Lapisan yang kering cenderung menyusut, sedangkan inti yang lembab tidak, atau hanya menyusut sedikit. Akibatnya, pada benda beton seperti itu, tegangan tarik muncul pada permukaan luar, dan tegangan tekan pada inti.
Jika tegangan tarik melebihi kuat tarik beton, maka akan timbul retakan akibat penyusutan yang menembus lebih dalam atau lebih dangkal menuju inti, dan muncul di tempat yang kekuatannya lebih rendah. Saat pengeringan berlangsung, inti secara bertahap menyusut, tegangan tarik pada permukaan luar menurun.
Gbr. 3.
Gbr. 4.
Besarnya penyusutan beton tergantung pada jenis semen, jumlah semen, jumlah air selama persiapan, komposisi granulometri dan elastisitas agregat batu, serta umur, terutama cara pemeliharaan dan iklim, dan sebagian besar pada dimensi elemen beton.
Perubahan memanjang beton pada kolom dan balok yang terkena pembebanan jangka panjang. Merangkak beton. Kolom yang berdiri di bawah beban yang diizinkan di ruang basement kering selama tiga tahun, dan terbuat dari beton dengan komposisi biasa, terus-menerus diperpendek sesuai dengan gambar. 3, dan secara signifikan lebih dari kolom yang sama tetapi tidak dibebani. Deformasi yang terjadi secara perlahan, mengatasi derajat penyusutan beton tanpa beban, disebut “creep”. Derajat mulur tergantung pada komposisi beton, ukuran dan lamanya beban, serta kelembaban beton. Beton basah merambat lebih sedikit dibandingkan beton kering, gbr. 4. Beton yang telah dikeringkan dalam waktu lama tanpa terkena beban akan merambat sedikit saja karena adanya beban. Selama pembebanan tarik, mulur terjadi pada tingkat yang sama seperti pada pembebanan kompresi, gbr. 5.
Rangkaian beton, yaitu lelehnya beton yang terus-menerus di bawah beban mengakibatkan peningkatan porsi tulangan dalam menerima beban pada beton bertulang, yang dalam kasus kolom bertulang berat dapat menyebabkan pelepasan beton itu sendiri secara signifikan.
Gbr. 5.
Retak dan deformasi: tren penyusutan dan mulur yang ditunjukkan tidak cukup sebagai dasar untuk mengevaluasi retakan, defleksi, daya dukung, atau daya tahan suatu benda tertentu. Inspeksi, dokumentasi, pengukuran dan perhitungan diperlukan untuk konstruksi yang ada; untuk konstruksi baru, proyek, sifat material, kondisi lingkungan, urutan konstruksi dan peraturan yang berlaku adalah relevan.
Ketahanan slip antara tulangan dan beton
Bagian tulangan pada konstruksi beton bertulang harus menerima gaya tarik sepenuhnya apabila pada saat ditarik, tahanan beton terlampaui akibat penyusutan beton dan pengaruh gaya luar. Untuk itu tulangan harus mampu menyalurkan bebannya ke beton melalui permukaan kontak dengan beton, dan sedemikian rupa sehingga angkur tulangan tidak putus pada beban yang diijinkan. Penahan diamankan dengan kait di ujung jeruji. Jenis-jenis tulangan yang ada dan pembagiannya berdasarkan rusuk melintang adalah : B500A (batang licin), B500B (batang dengan rusuk satu arah) dan B500C (batang dengan rusuk dua arah) arah).
Lapisan tulangan dan pelindung: penandaan sejarah, deskripsi tulang rusuk dan metode penahan bukanlah dasar untuk pemilihan atau perincian tulangan saat ini. Jenis baja, diameter, sambungan, penahan, tumpang tindih, jarak, lapisan pelindung dan pemasangan ditentukan oleh proyek dan dikonfirmasi oleh dokumentasi yang dapat ditelusuri dan inspeksi di lokasi konstruksi.
Ketahanan mortar semen dan beton terhadap keausan
Mortar menurut gambar. 18 juga sangat baik dalam hal ini; sejauh menyangkut komposisi granulometri, petunjuk yang diberikan di atas mengenai kekuatan tekan umumnya harus diikuti. Selain itu, disarankan menggunakan batu yang menunjukkan ketahanan tinggi terhadap keausan dan benturan. Bahan tambahan yang lebih tahan dibandingkan batu keras yang baik meningkatkan ketahanan aus beton jika memiliki ukuran dan bentuk butiran yang sesuai. Beton basah lebih cepat aus dibandingkan beton kering; kelembaban membantu pengamplasan.
Ketahanan beton terhadap pelapukan
Ketika perlu untuk menetapkan kondisi untuk produksi beton tahan cuaca, pertama-tama kita harus mulai dari pengalaman yang diperoleh pada struktur yang dibangun sebelumnya. Pertama-tama, perhatian harus diberikan pada hal-hal berikut:
- Bagaimana cara memilih batu? - Seringkali terdapat kesulitan dalam memilih batu karena alasan keekonomian, apakah perlu menggunakan batu yang, seperti pasir pecah atau batu pecah, akan menjadi rata sehingga menyebabkan pengikatan beton yang buruk, atau apakah batu tersebut tidak cukup tahan terhadap pengaruh cuaca. Dalam hal ini, persyaratan ketat harus ditetapkan, bahwa hanya batu dengan ketahanan cuaca yang baik yang digunakan untuk beton luar
- Berapa banyak semen yang dibutuhkan untuk beton? - Pada permukaan luar, beton harus cukup kedap terhadap air. Untuk itu dapat digunakan apa yang telah ditentukan tentang pengaruh komposisi granulometri beton terhadap permeabilitas air dan berdasarkan itu dapat ditentukan jumlah semen yang dibutuhkan. Beberapa jumlah semen yang optimal berkisar antara 300-350 kg per m3 beton, namun jumlah ini dapat sangat bervariasi dari satu kasus ke kasus lainnya (tergantung pada banyak faktor).
- Granulasi seperti apa dan sifat komposisi granular beton apa yang harus kita perjuangkan? - Tergantung kasus per kasus - agregat sungai lebih baik, komposisinya tidak merata; agregat yang dihancurkan mungkin memiliki kualitas yang lebih baik dalam beberapa hal, namun memiliki butiran tajam yang dapat berbahaya pada beberapa campuran beton.
- Berapa kekuatan beton yang dibutuhkan? - Pertanyaan ini jauh lebih sulit dijawab dibandingkan pertanyaan yang telah dibahas. Oleh karena itu, semua usulan sebelumnya mengacu pada peluang yang terbatas. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa pengujian dilakukan yang menunjukkan kekuatan apa yang harus dimiliki beton agar tetap tahan terhadap siklik pembekuan dan pencairan dalam waktu lama. Disimpulkan bahwa beton, sebelum berulang kali terkena pembekuan dan pencairan, harus menunjukkan kuat tekan minimal 15 MPa. Jika beton diproses dari luar, diperlukan kekuatan yang lebih tinggi; dalam hal ini, disarankan untuk menyediakan setidaknya 25 MPa.
- Konsistensi beton apa yang cocok? - Mengenai konsistensi beton, saat ini ada pemahaman bahwa seseorang harus berhati-hati dengan beton cor, karena dengan jumlah air yang banyak, membantu ekskresi, yang konsekuensinya diwujudkan dalam bentuk lapisan mortar berbutir halus dan kaya air yang kurang lebih terlihat pada setiap lapisan yang dituangkan. Mortar tersebut mempunyai kekuatan yang lebih kecil, daya serap air yang lebih besar, dan sebagainya.
- Sejauh mana bentuk benda harus diperhitungkan? - Jika, misalnya, permukaan luar diberi gradasi, maka lebih banyak salju dan es yang tertahan pada sebagian besar beton dibandingkan saat dinding diberi permukaan halus. Perendaman dapat bertahan lama, oleh karena itu pembekuan dan pencairan dalam keadaan basah lebih sering terjadi. Tujuannya adalah untuk menjaga salju, es, dan puing-puing di gedung sesingkat mungkin.
Apabila beton diolah dari luar, perlu diingat bahwa akibatnya permeabilitas air biasanya menjadi lebih tinggi dan potongan besar agregat yang tergeletak di permukaan akan pecah dengan alat pemotong batu. Jika beton yang dirawat mengandung tulangan, perhatian khusus diperlukan untuk menjaga efek perlindungan beton (lapisan pelindung) untuk tulangan tersebut. Penetrasi air ke dalam beton dapat dicegah sampai batas tertentu dengan pelapis/bahan tambahan.
Daya tahan tidak ditentukan oleh nilai tunggal: paparan terhadap air, embun beku, garam, keausan, dan paparan bahan kimia memerlukan pemilihan bahan yang terkoordinasi, lapisan pelindung yang dirancang, pemasangan dan perawatan terkontrol, drainase yang baik, inspeksi dan pemeliharaan rutin. Pelapisan atau bahan tambahan saja tidak dapat mengkompensasi komposisi yang salah, pemasangan yang buruk, retak, lapisan pelindung yang tidak memadai, atau retensi air yang tidak terselesaikan.